Закон збереження маси речовини під час хімічних реакцій Схема хімічної реакції

7 клас Урок 33-34

   Тема. Закон збереження маси  речовини під час хімічних реакцій Схема хімічної реакції. Хімічні рівняння

   Мета:

• ознайомити учнів із законом збереження маси   речовини,розкрити  суть цього закону, сформувати уявлення про роботи А.Лавуазьє, М.Ломоносова в цій галузі, пояснити значення закону збереження маси в хімії;
• пояснити схему хімічної реакції, її суть, сформувати поняття про хімічні рівняння, пояснити правила складання рівнянь хімічних реакцій, виробляти вміння розставляти коефіцієнти в рівняннях хімічних реакцій,
• розвивати пізнавальний інтерес, логічне мислення;
• виховувати самостійність,бережливе ставлення до навколишнього середовища

   Обладнання та реактиви: періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва,  портрет М.В.Ломоносова,  терези,  двоколінна пробірка з гумовою пробкою,  розчин барій хлориду і натрій сульфату                                                             

 

Хід уроку

І-ий міні-модуль

Контрольно-змістовий

I. Організаційний момент

II. Актуалізація опорних знань 

Бесіда                                                                                                                                                  

 1.Яка біологічна роль кисню?                                                                                                       

 2. Порівняти властивості кисню та Оксигену.                                                                                                     3. Де застосовують кисень? 

III. Мотивація навчальної діяльності                                                                                                   Оголошення теми,мети уроку

IV. Вивчення нового матеріалу                                                                                               

1.Короткі відомості з історії відкриття закону збереження маси

     Розповідь вчителя

     Закон збереження маси був відкритий великим російським вченим  Михайлом Васильовичем Ломоносовим 1748 року.Ломоносов вивчав процеси горіння. Він був переконаний, що пояснення цього явища попередніми вченими були непереконливими. Він вивчав досліди Бойля. Як відомо, Бойль прожарював метали в запаяних скляних посудинах. Він добував металічну золу, а потім зважував її. Вага цієї золи була завжди більша від ваги узятого металу. Бойль припускав, що збільшення ваги золи пояснюється переходом «теплороду» від вогню до металів.Ломоносов підготував скляні посудини, наповнивши їх свинцевими , залізними й мідними ошурками, й запаяв.Він зважив посудини й почав нагрівати їх у великій печі. Свинцеві ошурки розплавилися; сріблясто-білі краплі, які виблискували, швидко покрилися сірувато-жовтим нальотом. Червоні ошурки міді перетворилися на чорно-коричневий порошок. Залізні ошурки почорніли. Після досліду Ломоносов зважив посудини. Але терези показали що вага всіх посудин залишалася незмінною! Це суперечило прийнятим на той час поняттям.Ломоносов замислився. А що ж із золою металів? Треба порівняти її вагу з вагою металу. Наступного дня вчений повторив дослід. Він  зважив ошурки до запаювання посудини. Після прожарювання знову зважив посудини, потім відкрив їх і зважив добуту металічну золу. Зола була важчою від раніше взятого металу!Ці досліди спростовували думку Роберта Бойля. Метали не з’єднуються з «теплородом»: адже вага посудини не змінюється.  І все ж таки зола виявилася важчою. Однак у посудині була  деяка кількість повітря... Можливо, метали з’єднуються  з молекулами повітря? Оскільки металічна зола в посудині стала важчою, виявляється, що повітря, яке знаходилося в посудині, зменшилось у вазі на стільки ж. Без надходження зовнішнього повітря вага  металу залишиться незмінною!  Це було воістину велике відкриття, завдяки якому вдалося сфор­мулювати й основний закон хімічної науки. Ломоносов писав: «Усі зміни в натурі, які трапляються такого суть стану, що скільки в одного тіла забирається, стільки додасться до іншого; так, коли де убуде трохи матерії, то збільшиться в іншому місці…» Багато пізніше аналогічні досліди проводив французький вчений А. Лавуазьє.  Тому зараз закон збережен­им маси часто називають законом Ломоносова -  Лавуазье.                                                                                                                     2. Доведення закону збереження маси Лавуазьє                                                                                                 Розповідь вчителя                                                                                          Питання про те, що таке процес горіння, цікавило всіх хіміків XVIII ст. 1772  року Лавуазьє спільно з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив цей алмаз у закриту посудину й нагрівав доти, поки алмаз не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. У такий спосіб було переконливо доведе­но, що алмаз складається з Карбону й, отже, алмаз ближчий до вугілля, ніж усі інші речовини. Продовжуючи свої досліди, Лавуазьє нагрівав у закритих посудинах обмеженим об’ємом повітря такі метали, як олово й свинець. Спочатку на поверхні обох металів утворювався шар окалини, але певної миті іржавіння припинялося. На той час уже було відомо, що окалина важить більше, ніж нам метал; однак, коли після нагрівання Лавуазьє зважив посудину разом з всім вмістом (металом, окалиною, повітрям тощо), виявилося, що вона   важить рівно стільки ж, скільки й до нагрівання. Із цих даних випливало, що коли, частково перетворившись на окалину,  метал збільшив свою вагу, то щось іще з того, що містилося в посудині, втратило еквівалентну кількість ваги. Це «щось іще» могло бути й повітрям. Однак у цьому випадку в посудині повинен був утворитися вакуум. Справді коли Лавуазьє відкрив посудину, туди спрямувалося повітря, й вага посудини та її вмісту збільшилася.У такий спосіб Лавуазье показав, що метал перетворюється на окалину  результаті приєднання порції звичайнісінького повітря. Окалина важча за метал, з якого вона утворилася, рівно на стільки, скільки важить кількість повітря, що сполучилося з металом. Горіння дерева також супроводжується приєднанням повітря, але збільшення ваги в цьому випадку не спостерігається, оскільки новоутворена речовина — вуглекислий газ —вивітрюється в атмосферу. Зола, яка залишилася, є легшою від згорілого дерева. Якби горіння дерева проходило в закритій посудині й гази, що утво­рюються при цьому, залишалися б у ній, тоді б можна було показати, що вага золи плюс вага газів, що утворилися, плюс вага того, що залишилося  від повітря,  дорівнює початковій вазі дерева й повітря. Обмірковуючи результати проведених дослідів, Лавуазьє  довів,  що враховуючи всі речовини, що беруть участь в реакції, то змін спостерігатися не буде. Сучасне формулювання закону збереження маси: загальна маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює загальній масі речовин, утворених у результаті реакції.      

ІІ-ий міні-модуль

Адаптивно-Перетворювальний

3. Суть закону  збереження маси речовини                                                                                                                 Демонстрація                                                                                                                                    

 В двоколінну пробірку помістимо розчини барій хлориду й натрій сульфату. Пробірку закриваємо пробкою  й підвішуємо до терезів. За допомогою важків терези переводимо у стан рівноваги. А після цього  ( обов' язково із закритим аретиром) вміст двох колін пробірки змішуємо. У результаті реакції розчин стає каламутним, а після повторного зважування виявляємо, що маса пробірки з її вмістом змінилася.                                                                                                                 

 Розповідь вчителя                                                                                                                                                                                                                                                         

Значення закону  збереження маси полягає ось у чому:                                                            

 1.Він підтверджує,що речовини не зникають баз сліду й не утворюються з нічого;                                                                                                            2.Підтверджується висновок про те,що суть хімічних реакцій полягає в перерозподілі атомів вихідних речовин й утворені нових сполук;                                                                           3.Завдяки йому можна складати рівняння реакцій і робити за ними розрахунки.                                                                                                                                                                        Межі застосування цього закону – хімічні перетворення.

 1.Суть хімічної реакції та її схема                                                                                               Розповідь вчителя                                                                                                                         

- У чому полягає суть хімічної реакції?                                                                                       

- Що відбувається з атомами під час хімічної реакції?                                                                                Отже,ви знаєте, що під час хімічних реакцій відбувається перегрупування атомів. Саме в перегрупуванні атомів і утворенні нових речовин полягає суть хімічної реакції.                                                                                                                                                       Реагенти —› Продукти реакції                                                                                                

Але для конкретних речовин маємо певні хімічні формули. Хімічну реакцію можна записати за допомогою хімічних формул у вигляді схеми:                                                                                                           С               +                  О₂                   —›                   СО₂                                                                                 Вугілля  взаємодіє з    киснем    з утворенням      вуглекислого газу                                              

 Цей схематичний запис називається схемою хімічної реакції.                                                     

 У лівій частині наведеного рівняння записаний один атом Карбону й одна молекула кисню, що складається з двох атомів Оксигену – це реагенти. У правій частині записана одна молекула вуглекислого газу – це продукти.                                                                                                                            2. Хімічні рівняння                                                                                                                                     Розповідь вчителя                                                                                                                                               Схема реації є тільки її якісною характеристикою. Кількісну характеристику реакції відображає закон збереження маси речовини. Відповідно до цього закону число атомів різних елементів під час хімічної реакції не змінюється. Число атомів одного елемента до реакції і після мають дорівнювати. Це має бути відображено в схемі хімічної реакції, тоді вона стає хімічним рівнянням. Число атомів урівнюють за допомогою коефіцієнтів. Рівняння хімічної реакції – це умовний запис хімічних перетворень за допомогою формул та коефіцієнтів.                                                   До цього вдавалися ще за часів середньовіччя. Однак тоді алхіміки приховували свої знання й зашифровували записи. Зараз рівняння реакцій записують, ґрун­туючись на загальноприйнятих положеннях, і прочитати їх може будь-яка людина, знайома з основами хімії.

   Якщо сказати, що символи хімічних елементів — це літери    хімічної мови, то формули сполук — це слова, а рівняння реакцій — цілі фрази.

Так, фразу «Водень взаємодіє з киснем з утворенням води» за допомогою хімічних формул можна записати в такий спосіб:

Н₂ + 0₂ —> Н₂0 .

На прикладі цієї реакції можна показати закон збереження     речовини. Треба відзначити, що, по-перше, число атомів кожного хімічного елемента в лівій і правій частинах рівняння є однаковим; по-друге маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися в результаті реакції.

Для того щоб складене нами рівняння не суперечило закону   зберження маси, необхідно зрівняти кількість атомів усіх елементівв обох частинах. Для цього слід поставити відповідні коефіцієнти

                                      2Н₂     +    0₂ ->   2Н₂0

                           4 атоми        2 атоми    4 атоми Гідрогену

                         Гідрогену    Оксигену    й 2 атоми Оксигену                                                     

                     4* 1=4        2* 16 = 32        2 * (2 * 1 + 16) = 36

Рівність числа атомів у лівій частині й числа атомів у правій частині, а також зумовлена цим рівність мас речовин є доказом правильності розміщення коефіцієнтів.

ІІІ-ій міні-модуль

Адаптивно-Перетворювальний

V.Узагальнення та систематизація  знань                                                                         

Виконання завдань
1. Під час розкладання води під дією електричного струму утво­рилося 0,6 г водню й 4,8 г кисню. Яка маса води, що розкла­лася?                                                                                             

Дано:                            

 m (H₂) = 0,6 г                                                                           

 m(H₂O) - ?                                                                                                                                                                                                                    

Виходячи із закону збереження маси речовини  маємо:                                        

m(O₂) = 4,8 г                                                                                                                                                                m(H₂) + m(O₂) = m(H₂О), отже  m(H₂O) = 0,6  + 4,8 = 5,4 г                                                                                                                                                                 

Визначте масу кальцій оксиду, який утворюється при взаємодії 3,43 г кисню й 8,57 г кальцію.

Завдання.                                                                                                                     

1. Складіть і прочитайте хімічні рівняння таких реакцій:                                  

а) взаємодіїї Карбону й Гідрогену з утворенням метану (СН₄);                                  

 б) взаємодії Гідрогену з Хлором з утворенням гідроген (І) хлориду                                                 Розставте коефіцієнти й прочитайте хімічні рівняння за такими схемами:                                                                                                                                           а) РЬ + 0₂ —»  РЬО ;           б) Аg + S—» Аg₂S ;                                                             

в) Н₂ + F₂ —» НF ;           г) Lі + 0₂ —» Li₂0 .                                                                                    

Допишіть рівняння реакцій і розставте коефіцієнти:                                         

а) Р₄ + Н₂ —>                          б) S + Н₂ —>                                                                    

 в) Fе + 0₂ —>                          г) Сu + S—>                                                                

д) Аg + F₂—>                          е) S + С1₂—>                                                                      

4.Запишіть рівняння реакцій утворення сполук:                                                 

а) ферум (II) сульфіду; б) нітроген (IV) оксиду; в) кальцій (II) оксиду;                    

г) ферум (III) сульфіду. 

VI. Підсумок уроку

 

VII. Домашнє завдання

Опрацювати параграф, відповісти на запитання.                                                                                                                       Творче завдання: знайти цікаву інформацію з біографії М.В. Ломоносова та А. Лавуазьє.